《石油化工基础》教学课件-3.5催化加氢

催化加氢CatalyticCracking

石油化工基础加氢精制1.2.3.目录Content加氢裂化催化加氢技术的发展方向前言催化加氢在炼油工业中的地位和作用

石油加工过程产品收率和质量往往是矛盾的，而催化加氢过程却能几乎同时满足这两个要求。加氢技术快速增长的主要原因有：采用加氢技术改善原料性质、提高产品品质。加氢技术是炼油厂深度加工的有效手段。环境保护的要求。作用：利用加氢技术提高产品氢含量，并同时脱去对大气污染的硫、氮和芳烃等杂质。前言

催化加氢是石油馏分在氢气的存在下催化加工过程的通称。炼油厂的加氢过程主要有两大类：加氢精制（加氢处理）加氢裂化加氢精制HydrofiningPart1加氢精制Part

1加氢精制：在有催化剂和氢气存在的条件下，用于油品精制，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，同时还使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和，从而改善原料的品质和产品的使用性能。加氢精制Part

1加氢精制的原料：轻质馏分、中间馏分、减压馏分、减压渣油都可能作为加氢精制的原料；含硫原油的各个直馏馏分都需要加氢精制后才能达到产品的质量要求；石油热加工产物含有烯烃和二烯烃等不饱和组份，也必须要通过加氢精制提高其安定性和改善其质量。加氢精制的特点：产品质量好；产品收率高；操作条件缓和；不需要高压设备，氢耗量不高对环境友好，劳动强度小。加氢精制Part

1主要的任务是脱出杂质，其主要脱除的杂质是硫、氮、氧、烯烃和金属。加氢脱硫、氮、氧杂原子含硫、含氮、含氧等非烃类化合物与氢发生氢解反应，分别生成硫化氢、氨、水和相应的烃，进而从油品中除去。加氢脱金属金属有机化合物大部分存在于重质石油馏分中，特别是渣油中。因此加氢脱金属主要针对重质油。加氢饱和反应大部分的烯烃与氢反应生成饱和的烷烃。1生产原理-----加氢精制反应加氢精制Part

1以多孔性材料氧化铝作为载体，其活性组分有铂、钯、镍等金属和钨、钼、镍、钴的混合硫化物。1生产原理-----加氢精制催化剂加氢精制Part

1不同金属组分对各类反应的活性：加氢脱硫：Co-Mo>Ni-Mo>Ni-W>Co-W加氢脱氮：Ni-W>Ni-Mo>Co-Mo>Co-W加氢脱氧：Ni-W≈Ni-Mo>Co-Mo>Co-W加氢饱和：Ni-W>Ni-Mo>Co-Mo>Co-W

目前工业上常用的加氢精制催化剂的活性组分是钼或钨的硫化物作为主催化剂，以钴或镍的硫化物作为助催化剂所组成的。加氢精制Part

12工艺流程加氢精制工艺流程：

石油馏分的加氢精制尽管因原料和加工目的不同而有所区别，但其基本原理相同，且都是采用固定床绝热反应器。加氢精制工艺流程包括三部分：反应系统；生成油换热、冷却、分离系统；循环氢系统。

加氢精制Part

12工艺流程柴油加氢精制原理流程图加氢裂化HydrocrackingPart2目的：将大分子裂化为小分子以提高轻质油的收率；除去一些杂质，使反应生成的不饱和烃饱和。特点：处理原料油范围宽，产品灵活性大；产品质量好，轻质油收率高；产品饱和度高，杂质含量少。加氢裂化Part

2加氢裂化：在高温、高氢压和催化剂存在的条件下，使重质油发生裂化反应，转化为气体、汽油、喷气燃料、柴油等的过程。馏分油加氢裂化

原料：减压蜡油、焦化蜡油、裂化循环油及脱沥青油等。目的：生产高质量的轻质油品，如柴油、汽油、航空煤油等特点：生产灵活，可根据市场需求调整生产方案。渣油加氢裂化

原料：减压渣油。特点：渣油中富集了大量的硫、氮化合物、胶质、沥青质大分子及金属化合物，使催化剂的作用大大降低。热裂化在此过程中有重要作用。一般加氢裂化的产品需加氢精制。加氢裂化Part

2加氢裂化原料来源：烷烃：原料分子在C-C键上的断裂，反应中生成的烯烃先进行异构化随即被加氢成异构烷烃。

烯烃：烯烃加氢变为饱和烃，反应速度最快。除此之外，还进行聚合、环化反应。加氢裂化Part

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石油烃类在高温、高压及催化剂存在下，通过一系列化学反应，使重质油品转化为轻质油品，其主要反应包括：裂化、加氢、异构化、环化及脱硫、脱氮和脱金属等。1生产原理-----加氢裂化反应环烷烃：单环环烷烃在过程中发生异构化，断环，脱烷基以及不明显的脱氢反应。双环环烷烃和多环环烷烃首先异构化生成五元环的衍生物然后再断链。芳烃：单环芳烃的加氢裂化首先不是异构化而是断侧链，生成相应的烷烃和芳烃。双环、多环和稠环芳烃加氢裂化是分步进行的，通常一个芳香环首先加氢变为环烷烃，然后环烷环断开变成单烷基芳烃，再按单环芳烃规律进行反应。在氢气存在下，稠环芳烃的缩合反应被抑制，因此不易生成焦炭产物。非烃类化合物：原料油中的含硫、含氮、含氧化合物，在加氢裂化条件下进行加氢反应，生成硫化氢、氨和水被除去。因此，加氢产品无需另行精制。催化裂化生产原理Part

2加氢裂化Part

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加氢裂化催化剂具有加氢和裂化两种功能，即由具有加氢功能的金属活性组分和裂化与异构化功能的酸性载体两部分组成，根据原料的不同，对这两种功能进行协调，以其能够很好地匹配。1生产原理-----加氢裂化催化剂加氢活性组分：与加氢精制催化剂一样，其加氢活性组分都是由ⅥB族和Ⅷ族金属元素。常用的加氢裂化催化剂的活性金属组分为Ni-Mo、Ni-W、Co-Mo，它们加氢活性大小顺序为：Ni-W>Ni-Mo>Co-Mo>Co-W。与加氢精制催化剂一样，具有加氢活性的是Ni、Mo、W的硫化物，所以此类催化剂在使用之前需要进行预硫化。加氢裂化Part

2裂化活性组分：加氢裂化催化剂中常用的裂化活性组分与催化裂化一样是固体酸，包括无定形的硅酸铝和沸石分子筛。作为加氢裂化催化剂载体的无定形硅酸铝，其SiO2的含量为20～50m%，这种载体具有中等的酸度，适用于生产中间馏分为主的加氢裂化催化剂。加氢裂化Part

2加氢裂化Part

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根据原料性质，产品要求和处理量的大小，催化剂的性能而分一段流程、二段流程以及串联流程。2工艺流程一段加氢流程用于由减压蜡油、脱沥青油生产航空煤油和柴油。加氢裂化Part

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二段加氢流程对原料的适用性广，操作灵活性强。两段加氢裂化流程适合于处理高硫高氮减压蜡油、催化裂化循环油、焦化蜡油或这些油的混合油，亦即适合处理一段加氢裂化难处理或不能处理的原料。2工艺流程催化加氢技术的发展方向DevelopmenttrendofcatalytichydrogenationtechnologyPart3催化加氢技术的发展方向Part

3原料、产品、环保和效益是近、中期国内外炼油技术发展的主要推动力，炼油技术的进步与原料侧、产品侧的变化，以及环境的新要求和提高炼厂效益等紧密相关。催化加氢技术会越来越重要。1.原油重质化、劣质化将驱动加氢技术的发展和应用劣质重质原油高效转化技术将不断进步；渣油加氢技术的开发和应用将日益广泛；沸腾床加氢裂化技术在重质原油及油砂沥青加工方面的工业应用需求呈增长趋势；浆态床渣油加氢技术研究已取得突破，预计也将结合工业应用进一步得到完善和发展。催化加氢技术的发展方向Part

32.轻质油品需求增长将推动加氢能力快速增加，亚太和中东地区增量最大轻质油品的需求增长将推动加氢裂化能力年均增速快速增长；全球对中间馏分油的需求将促使炼油厂通过增加其产量来提高效益，使得中间馏分油加氢能力提高。3.日益严格的环保要求将促使加氢装置在炼油厂发挥更大的作用全球约60%的汽油含硫量低于100ppm，北美、西欧、日本和中国的汽油硫含量已降至50ppm以下，甚至10ppm以下。各地日趋严格的油品质量要求必然促使企业新增更多的加氢精制能力。4.炼厂低毛利将不断驱使加氢技术向低成本和